專利名稱：跑步機安全訓練監測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種健身器械中的安全監測裝置，特別涉及一種跑步機上訓練安全監測及無人自停的安全裝置。
背景技術：
雖然在電動跑步機在運動比在實際的路面上運動有著許多優點但是也存在的一些安全的隱患，比如在跑步機上運動的人員屬于被動的進行運動速度轉換，運動者必須跟據跑步帶的速度來調整自身的運動步伐及步頻，這樣當無法跟上跑步帶的速度時就有從跑步機上跌下受傷的危險。傳統的跑步機在安全裝置主要是被動的由運動者自行按下緊急停止開關強行關斷跑步機的電機供電來實現的，但由于運動者自身保護意識不強及在操作上存在著時間差，在出現險情的時候跑步機未能及時停止運行。以至于該裝置沒有起到它應有的作用，造成人員的二次受傷。為了防止上述的情況發生，需要一種使跑步機能夠主動地識別運動者的運動狀態而保證訓練安全的監測置。

發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種使跑步機能夠主動地識別運動者的運動狀態而保證訓練安全的監測置；以訓練者在跑步機的進行訓練時所處的區域為監測對象，對訓練者起到安全保護的作用。本發明是通過以下技術方案來實現的
本發明提供的跑步機安全訓練監測裝置，包括跑步機、光幕發射器、光幕接收器、控制器MCU、上位機控制臺、跑步機驅動器，所述跑步機護板兩側分別各安置數個光幕發射器及相對應的光幕接收器，在所述跑步機跑步帶表面上方形成光幕區，所述控制器MCU控制光幕發射器送出光幕區的發射代碼，所述光幕接收器接收光幕區的數據代碼并將數據代碼傳給控制器MCU進行處理，所述控制器MCU與上位機控制臺連接，所述上位機控制臺與跑步機驅動器連接，所述跑步機驅動器驅動跑步帶運行。進一步，所述光幕區包括安全區、過渡區及危險區，各區域的劃分分別為從跑步帶前端開始到55%-60%為安全區，60%-85%為過渡區，其它為危險區。進一步，所述光幕發射器及光幕接收器的數量一致，每組光幕發射器及光幕接收器分別等距及平行安裝，且與跑步帶垂直；每組光幕發射器分別發射出不同的指令代碼，用以區分不同的區域，并且可以保證光幕區的完整性。進一步，還包括當運動者進入過渡區和危險區時會有不同的警報提示聲的報警裝置，所述報警報裝置與上位機控制臺連接。進一步，所述上位機控制臺還包括設置有顯示器，所述顯示器與上位機控制臺連接。進一步，所述光幕離跑步帶的尺寸是2-4cm之間。
進一步，所述光幕區中的每個區域的光幕發射器及光幕接收器至少需要4對。進一步，還包括自動停機裝置，所述自動停機裝置與控制器MCU連接
本發明的有益效果在于本發明通過設置的光幕發射器和光幕接收器形成劃分為安全區、過渡區及危險區的光幕區，以訓練者在跑步機的進行訓練時所處的區域為監測對象，判斷訓練者是否處于光幕區中安全區來矯正訓練者的運動狀態，對訓練者起到安全保護的作用；通過該光幕區來主動識別運動者在跑步機上運動的狀態、時實地監測運動者是否在跑步機的安全區域運動，并將監測的結果及時的反饋給控制器MCU，當出現異常時，控制器MCU會及時的調整跑步帶的速度，如果運動者能安全回到安全區則控制器MCU自動調整到運動者設定的速度，反之則不斷調整直到停止訓練。另外該裝置還能有效的防止運動者在運動過程中突然離開，而造成不必要的電力資源浪費，甚至造成其它運動者在不了解情況的基礎上，上跑步機進行訓練而產生新的險情。該裝置當檢測到沒有運動者在運動時會將信號反饋給控制器MCU，控制器MCU跟據需求進行關閉跑步機。本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。


為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步的詳細描述，其中
圖1為本發明實施例提供的跑步機安全訓練監測裝置的結構圖；圖2為本發明實施例提供的跑步機安全訓練監測裝置中光幕區劃分示意圖；圖3為本發明實施例提供的跑步機安全訓練監測裝置的原理框圖。1表示跑步機、2表示左護板、3表示右護板、4表示光幕發射器、5表示光幕接收器、6表示安全區、7表示過渡區、8表示危險區。
具體實施例方式以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護范圍。圖1為本發明實施例提供的跑步機安全訓練監測裝置的結構圖；圖2為本發明實施例提供的跑步機安全訓練監測裝置中光幕區劃分示意圖，如圖所示本發明提供的跑步機安全訓練監測裝置，包括跑步機1、光幕發射器4、光幕接收器5、控制器MCU、上位機控制臺、跑步機驅動器、自動停機裝置和報警裝置，
所述跑步機1護板兩側(左護板2和右護板3)分別各安置數個光幕發射器4及相對應的光幕接收器5，在所述跑步機跑步帶表面上方形成光幕區，所述控制器MCU控制光幕發射器送出光幕區的發射代碼，所述光幕接收器接收光幕區的數據代碼并將數據代碼傳給控制器MCU進行處理，所述控制器MCU與上位機控制臺連接，所述上位機控制臺與跑步機驅動器連接，所述跑步機驅動器驅動跑步帶運行。
所述光幕區包括安全區6、過渡區7及危險區8，各區域的劃分分別為從跑步帶前端開始到55%-60%為安全區，60%-85%為過渡區，其它為危險區。所述光幕發射器及光幕接收器的數量一致，每組光幕發射器及光幕接收器分別等距及平行安裝，且與跑步帶垂直；每組光幕發射器分別發射出不同的指令代碼，用以區分不同的區域，并且可以保證光幕區的完整性。所述報警裝置用于檢測當運動者進入過渡區和危險區時，發出不同的警報提示聲，所述報警報裝置與上位機控制臺連接。所述上位機控制臺還包括設置有顯示器，所述顯示器與上位機控制臺連接。所述光幕離跑步帶的尺寸是2-4cm之間。所述光幕區中的每個區域的光幕發射器及光幕接收器至少需要4對。所述自動停機裝置與控制器MCU連接。圖3為本發明實施例提供的跑步機安全訓練監測裝置的原理框圖，如圖所示，在跑步機左右兩個護板上設置數個平行且垂直于跑步帶的數個光幕發射器及光幕接收器，通過光幕發射器及光幕接收器發出和接受光信號形成光幕區域，并將依照跑步機的跑步帶的尺寸按比例區分出各區域。并且這些光幕區離跑步帶的尺寸是2-4cm之間。當訓練者的步伐處于光幕之間時，部分光幕區的光線被阻斷，這時本應該接收的光幕接收器沒有收到相應的數據信號，這會造成光幕的不完整。當運動者在跑步機上運動時，如果在相應的區間內檢測到出現不完整的光幕信號時，這時控制器MCU可以根據此信號來判定運動者在跑步機上的運動區間。反之在能接收到所有完整的光幕數據時，系統也可判定跑步機上無人進行運動。正常的訓練者在跑步機上運動，其運動的范圍是在跑步帶前端開始占總長度的55%-60%這樣的一個區域上運動，設計這個區域為安全區。而當訓練者的體能下降或是其它原因使得步伐及步頻跟不上跑步帶的速度時，其運動的區間就會向后推移，為了保護訓練者的安全，系統將60%-85%這個區域設計為過渡區，即當訓練者到達這個區域時，系統會自動降低跑步帶的速度和發出警告，并且時間越長跑步帶的速度降的越快直到降至安全的速度以下。反之如果訓練者離開過渡區重新回到安全區時，系統會逐漸將跑步帶速度上升到訓練者設定的運動速度；當訓練者運動區間后推到超出過渡區域時，進度跑步帶剩余的區域85%-100%我們設計為危險區，此時系統將會快速的降低跑步帶的速度來保證訓練者的安全，直到訓練者重新回到安全區域時，系統才會重新逐漸將跑步帶速度上升到訓練者設定的運動速度；當檢測到沒有運動者在運動時會將信號反饋給控制系統，控制系統跟據需求進行關閉跑步機。所以該裝置還能有效的防止運動者在運動過程中突然離開，而造成不必要的電力資源浪費，甚至造成其它運動者在不了解情況的基礎上，上跑步機進行訓練而產生新的險情。通過改變光幕中發射及接收對管的數量，可以改變系統檢測的精度。在光幕離跑步帶距離不變的情況下，增加(或減少)光幕區中發射及接收對管(即光幕發射器及光幕接收器)的數量，可以提高(或降低)檢測的精度。本發明中的控制器MCU采用單片機控制器或可編程邏輯電路。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過參照本發明的優選實施例已經對本發明進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍。
權利要求
1.跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于包括跑步機、光幕發射器、光幕接收器、控制器MCU、上位機控制臺、跑步機驅動器，所述跑步機護板兩側分別各安置數個光幕發射器及相對應的光幕接收器，在所述跑步機跑步帶表面上方形成光幕區，所述控制器MCU控制光幕發射器送出光幕區的發射代碼，所述光幕接收器接收光幕區的數據代碼并將數據代碼傳給控制器MCU進行處理，所述控制器MCU與上位機控制臺連接，所述上位機控制臺與跑步機驅動器連接，所述跑步機驅動器驅動跑步帶運行。
2.根據權利要求1所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于所述光幕區包括安全區、過渡區及危險區，各區域的劃分分別為從跑步帶前端開始到55%-60%為安全區， 60%-85%為過渡區，其它為危險區。
3.根據權利要求2所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于所述光幕發射器及光幕接收器的數量一致，每組光幕發射器及光幕接收器分別等距及平行安裝，且與跑步帶垂直；每組光幕發射器分別發射出不同的指令代碼，用以區分不同的區域，并且可以保證光幕區的完整性。
4.根據權利要求3所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于還包括當運動者進入過渡區和危險區時會有不同的警報提示聲的報警裝置，所述報警報裝置與上位機控制臺連接。
5.根據權利要求4所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于所述上位機控制臺還包括設置有顯示器，所述顯示器與上位機控制臺連接。
6.根據權利要求5所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于所述光幕離跑步帶的尺寸是2-4cm之間。
7.根據權利要求6所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于所述光幕區中的每個區域的光幕發射器及光幕接收器至少需要4對。
8.根據權利要求7所述的跑步機安全訓練監測裝置，其特征在于還包括自動停機裝置，所述自動停機裝置與控制器MCU連接。
全文摘要
本發明公開了一種跑步機安全訓練監測裝置，包括跑步機、控制器MCU、上位機控制臺和跑步機驅動器，在跑步機護板兩側分別各安置數個光幕發射器及相對應的光幕接收器而形成光幕區，即安全區、過渡區及危險區，通過控制器MCU進行處理光幕區的光信號來判斷該區域內是否有訓練者，從而調節跑步機的速度使訓練者處于安全狀態，或發出不同的警報聲，同時控制器MCU的屏幕上有畫面提示。從而控制跑步帶的運行速度及運動者始終保持在安全的區域從而保證運動者的安全。另外本裝置可以保護當運動者離開跑步機后及時將設備關閉，從而保證下一位運動者的安全和避免了不必要的電力資源浪費，本發明結構簡單，成本低，功耗小，實用性強的特點。
文檔編號A63B71/06GK102553142SQ20121006836
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者謝為輝, 謝徽, 黃毅 申請人:廈門鋼宇工業有限公司